KR100688718B1 - 소형 경량의 공기압 포설용 광케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외경이 작고 경량화된 공기압 포설용 광케이블에 관한 것이다. 본 발명에 따른 광케이블은, 광케이블의 길이방향으로 연장되는 중심 인장선, 중심 인장선의 외주면을 둘러싸며 광케이블의 길이방향으로 집합되고 내부에 광섬유를 실장하고 있는 복수의 광섬유 유닛, 복수의 광섬유 유닛을 길이 방향을 따라 바인딩하며 외부 표면에 방수 파우더가 부착된 바인딩 얀, 및 바인딩 얀으로 둘러싸인 복수의 광섬유 유닛을 감싸는 외피층을 포함한다. 본 발명에 따른 공기압 포설용 광케이블은 인장 강도가 10kgf 이상이고 데니어가 1500~4500이며 방수가 가능한 얀을 사용함으로써 별도의 방수 테이프 및 바인딩 얀을 함께 구비하지 않고도 광케이블의 방수 및 바인딩이 가능하여 소형 경량화가 이루어져 공기압 포설 특성이 향상된다.

Description

소형 경량의 공기압 포설용 광케이블 {Small and lightweight air blown optical cable}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 공기압 포설시 사용되는 광케이블 포설장치의 구성도이다.

도 2는 종래의 공기압 포설용 광케이블의 단면도이다.

도 3은 종래의 공기압 포설용 광케이블의 사시도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기압 포설용 광케이블의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기압 포설용 광케이블의 사시도이다.

본 발명은 공기압 포설용 광케이블에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기 압 포설에 적합하도록 소형 경량화된 공기압 포설용 광케이블에 관한 것이다.

종래에는 광섬유를 포설하는 방법으로 광섬유를 여러 가닥으로 묶거나 꼬아서 케이블화 한 다음 케이블 상태로 포설하는 방법이 주로 사용되었다. 이러한 케이블 포설 방법은 일반적으로 추후의 수요를 예측하여 포설 시점에서 필요한 것보다 훨씬 많은 양의 광섬유를 미리 포설한다.

그러나, 새로운 통신 환경의 요구에 따라 필요한 광섬유의 종류가 다변화되고 제한된 광섬유 포설 환경에서도 통신용량에 적절히 대응할 수 있는 고성능 통신 시스템들이 개발됨에 따라, 단순히 미래의 수요를 예측하여 광섬유를 다량으로 포설해두는 것은 바람직하다고 볼 수 없다. 특히, 사용자측 말단 즉, 엑세스 네트워크(Access network) 부분이나 프리마이즈 와이어링(Premise wiring) 측면에서는 향후의 광섬유 혹은 광케이블의 형식을 현재 시점에서 결정할 수 없으므로 많은 비용을 들여 미리 다량으로 포설하게 되면 향후 광섬유 혹은 광케이블의 형식이 변경될 경우 경제적 낭비가 초래되는 문제가 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해, 최근에는 다수의 광섬유 가닥을 포함하는 광케이블을 공기압을 이용하여 포설하는 방법이 널리 사용되고 있다. 이러한 공기압 포설 방법은 1980년경 영국 British Telecom사(US 4,691,896 참조)에 의해 처음으로 제안되었다. 공기압 포설 방법은 특별한 조성과 단면 형상을 갖는 마이크로 덕트(Micro duct)라고 불리는 고분자 재질의 튜브를 광케이블 포설 지점에 미리 설치한 뒤, 그 내부로 공기압 포설용 광케이블(Air blown optical cable; 이하 '광케이블'이라고 약칭한다)을 공기압을 이용하여 불어넣어 광케이블을 포설하는 방법이 다. 이러한 공기압 포설 공법에 의해 광케이블을 포설하게 되면 광케이블의 포설과 제거가 용이하고, 초기 설치 비용이 절감되며, 향후 성능보완도 용이한 이점이 있다.

도 1은 공기압 포설 공법에서 사용되는 광케이블 포설장치에 대한 개략적인 구성을 도시한다. 도면을 참조하면, 상기 포설장치는 구동롤러(3)와 가압수단(6)을 사용하여 광케이블(1)을 광케이블 공급부(2)로부터 송풍헤드(5)의 출구(B)에 연결된 마이크로 덕트(4)내로 연속적으로 인입시키면서 가압수단(6)을 이용하여 송풍헤드(5)의 출구(B)측으로 압축공기를 불어 넣는다. 그러면, 출구(B)측으로 압축공기가 빠른 유속으로 흐르게 되고, 이에 따라 송풍헤드(5)로 유입된 광케이블이 압축공기의 유체 견인력에 의해 마이크로 덕트(4)내에 연속적으로 포설된다.

도 2 및 도 3은 상술한 바와 같이 포설되는 종래의 공기압 포설용 광케이블(10)의 단면도 및 사시도이다.

도면을 참조하면, 종래의 광케이블(10)은, 광케이블(10)의 길이방향으로 연장되는 중심인장선(11)과, SZ 또는 헬리컬 꼬임에 의해 상기 중심인장선(11) 상에 집합되고 내부에 필요한 수만큼의 광섬유 심선(12)이 실장된 복수의 광섬유 유닛(14)과, 상기 중심인장선(11) 및 광섬유 유닛(14)을 둘러싸며 외부로부터 광케이블(10) 내로 수분이 침투하는 것을 방지하는 방수테이프(15)와, 광케이블(10)의 길이방향을 따라 상기 방수 테이프(15)의 외주면상에 횡권되어 상기 중심인장선(11) 및 광섬유 유닛(14)을 견고하게 결속하는 바인딩 얀(16)과, 상기 바인딩 얀(16)의 외주를 둘러싸며 케이블 외피구조를 이루는 외피층(17)을 구비한다.

상술한 구조를 가지는 종래의 광케이블(10)은 방수 기능을 위한 방수 테이프(15)와 바인딩 기능을 위한 바인딩 얀(16)을 별도로 구비하고 있어 광케이블의 외경 및 무게가 큰 단점이 있다. 따라서, 종래의 광케이블을 공기압 포설하는 경우 광케이블의 무게로 인해 압축 공기의 유체 견인력이 감소하고, 큰 외경으로 인해 마이크로 덕트 내면과의 마찰이 증가하여 포설 특성이 저하되는 문제가 있다. 이로 인해, 광케이블을 신속하게 포설하기가 곤란하였고 특히, 장거리 구간을 포설 하는데 어려움이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 방수 테이프 및 바인딩 얀을 함께 구비하지 않고도 광케이블의 방수 및 바인딩이 가능하도록 함으로써 광케이블의 외경 및 무게를 감소시켜 신속한 포설과 장거리 구간의 포설이 가능한 소형 경량의 공기압 포설용 광케이블을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기압 포설용 광케이블은, 광케이블의 길이방향으로 연장되는 중심 인장선, 중심 인장선의 외주면을 둘러싸며 광케이블의 길이방향으로 집합되고 내부에 광섬유를 실장하고 있는 복수의 광섬유 유닛, 복수의 광섬유 유닛을 길이 방향을 따라 바인딩하며 외부 표면에 방수 파우더가 부착된 바인딩 얀, 및 바인딩 얀으로 둘러싸인 복수의 광섬유 유닛을 감싸는 외피층을 포함한다.

여기서, 상기 바인딩 얀의 인장 강도는 10㎏f이상이고 신율은 10%~30%인 것 이 바람직하다.

그리고, 상기 바인딩 얀의 데니어는 1500~4500인 것이 바람직하다.

또한, 상기 바인딩 얀은 폴리에스테르 얀, 나일론 얀, 또는 아라미드 얀 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 광케이블의 외경은 10mm이하인 것이 바람직하다.

한편, 상기 광섬유 유닛의 외경이 6.5㎜이하 일 경우 상기 바인딩 얀의 바인딩 피치는 35mm~45mm인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 광섬유 유닛은 튜브 및 상기 튜브 내부에 실장된 광섬유 심선을 포함하고, 상기 튜브 내부에는 방수 파우더 및 탈크를 포함하는 혼합물, 젤리 컴파운드 또는 이들의 혼합물 중 어느 하나의 물질이 충진되거나, 광케이블의 길이 방향으로 방수 파우더가 부착된 얀이 종입되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 광케이블은 내경이 15mm인 마이크로 덕트용으로 사용하는 것이 바람직하다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광케이블(20)의 단면도 및 사시도이다. 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 광케이블(20)은 방수 테이프층을 생략하고 광섬유 유닛(24) 집합체의 외주면을 표면에 방수 파우더가 부착된 바인딩 얀(25)으로 횡권하여 중심 인장선(21)과 광섬유 유닛(24)을 견고하게 결속한 것을 특징으로 한다. 여기서, 중심 인장선(21)과 광섬유 유닛(24)은 종래의 광케이블에서 채용된 구성과 실질적으로 동일하다.

상기 바인딩 얀(25)은 광섬유 유닛(24) 집합체의 외주면을 광케이블(20)의 길이 방향을 따라 횡권함으로써 광섬유 유닛(24)을 바인딩할 뿐만 아니라, 표면에는 방수 파우더(26)가 부착되어 있어 광케이블(20)의 길이 방향을 따라 방수 기능을 수행한다.

상기 바인딩 얀(25)이 효과적으로 광섬유 유닛(24)을 바인딩 하기 위해서는 바인딩 얀(25)의 인장 강도와 신율을 적절하게 고려하는 것이 바람직하다.

광섬유 유닛(24)을 단단하게 바인딩하기 위해서는 소정 인장 강도 이상의 바인딩 얀(25)을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 바인딩시 인가되는 장력에 의한 바인딩 얀(25)의 파단을 방지하기 위해서는 신율이 낮은 바인딩 얀(25)을 사용하는 것이 바람직하지만, 신율이 너무 높으면 바인딩 얀(25)의 횡권 공정을 제어하기 어려워 바인딩 작업의 효율이 떨어지는 문제가 있다.

따라서, 본 출원의 발명자는 최적화된 바인딩 얀(25)의 인장 강도 및 신율을 결정하기 위해, ASTM(American Society for Testing and Meterials: 미 재질 검사 위원회) D 2256 규격에 따라 아래와 같은 측정을 시행하였다. 바인딩 얀(25)으로는 폴리에스테르 얀, 나일론 얀 및 아라미드 얀을 사용하였고, 바인딩 얀(25)의 재질별로 독립적인 측정을 시행하였다.

길이가 300mm 이상인 동일 재질의 바인딩 얀(25) 5개를 1시간 동안 상온에 노출시킨 다음, 그 중 하나의 바인딩 얀(25)을 인장 시험기의 상부 그립(grip)에 물리고 1tex당 0.25gf의 초기하중을 인가한 후 바인딩 얀(25)의 200±3mm가 되는 지점을 측정하여 하부 그립을 물렸다. 다음에, 발명자는 150±5mm/분의 속도로 얀이 파단될 때까지 바인딩 얀(25)을 인장시켜 파단시의 인장 강도 및 신율을 측정하였다. 이 때, 상부 및 하부 그립으로부터 3mm이내 지점에서 파단 되는 경우에는 재시험을 실시하였다. 발명자는 나머지 4개의 바인딩 얀(25)도 동일한 과정을 반복하여 바인딩 얀(25)의 인장 강도 및 신율을 측정한 후, 5개 측정값의 평균을 계산하여 인장 강도 및 신율을 결정하였다.

그리고 나서, 인장 강도 및 신율에 따라 분류된 바인딩 얀(25)을 사용하여 광케이블(20)을 제조하였다. 먼저, 인장 강도가 10kgf 이하인 바인딩 얀(25)을 사용하여 광케이블(20)을 제조하는 경우, 광섬유 유닛(24)을 바인딩하는 과정에서 바인딩 얀(25)이 파단되어 바인딩 작업이 제대로 이루어지지 않았다. 따라서, 바인딩 얀(25)의 인장 강도는 10㎏f 이상이 바람직하다.

또한, 측정된 신율이 10% 이하인 바인딩 얀(25)을 사용하여 광케이블(20)을 제조하는 경우, 광섬유 유닛(24)을 바인딩하는 과정에서 인가되는 장력에 의해 바인딩 얀(25)이 파단되어 적절하게 바인딩할 수 없었다. 그리고, 신율이 30% 이상인 바인딩 얀(25)을 사용하여 광케이블(20)을 제조하는 경우에는, 바인딩 얀(25)의 횡권 공정을 제어하기 어려워 작업 효율이 저하되었다. 따라서, 바인딩 얀(25)의 신율은 10%~30% 범위가 바람직하다.

상술한 측정에서 바인딩 얀(25)으로는 폴리에스테르 얀, 나일론 얀 및 아라미드 얀이 바람직함을 확인할 수 있었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 상술한 재질과 동일한 인장 강도 및 신율 특성을 구비한 다른 고분자 재질의 얀을 사용할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 바인딩 얀(25)이 효과적으로 방수기능을 수행하기 위해서는 바인딩 얀(25)의 데니어(denier)를 적절하게 고려하는 것이 바람직하다.

데니어는 얀의 굵기를 나타내는 단위로서, 데니어가 작은 바인딩 얀(25)을 사용하면 효과적인 방수를 위해 많은 수의 바인딩 얀(25)이 필요하게 되는 문제가 있고, 데니어가 큰 바인딩 얀(25)을 사용하면 광케이블(20)의 외경이 증가하여 결과적으로 공기압 포설 특성이 나빠지는 문제가 있다.

따라서, 본 출원의 발명자는 최적화된 바인딩 얀(25)의 데니어를 결정하기 위해 아래와 같이 측정을 시행하였다.

재질이 동일하고 길이가 10m인 3개의 바인딩 얀(25)을 준비한 후 그 중 하나의 바인딩 얀(25)을 원둘레가 1.3716m인 검척기에 감았다. 검척기에 감을 때 1데니어당 1/30gf의 초기하중을 가하면서 분당 100회의 속도로 감았다. 그런 다음, 감겨진 바인딩 얀(25)의 무게를 측정한 후 900을 곱하였다. 그리고, 나머지 2개의 바인딩 얀(25)에 대해서도 동일하게 측정한 후 3개 측정값의 평균을 계산하여 데니어를 결정하였다.

그리고 나서, 데니어에 따라 분류된 바인딩 얀(25)을 사용하여 광섬유 유닛(24) 집합체를 바인딩 하였다. 데니어가 4500이상인 바인딩 얀(25)을 사용하여 광섬유 유닛(24)을 바인딩한 경우, 제조된 광케이블(20)은 외경이 10mm를 초과하여 BT(British Telecom) 규격으로 내경이 15mm인 마이크로 덕트의 포설에 적합하지 않았다. 한편, 데니어가 1500이하인 바인딩 얀(25)을 사용하여 광섬유 유닛(24)을 바인딩한 경우, 광케이블(20)의 외경이 10mm를 초과하지 않아 우수한 포설 특성을 보였지만, 광케이블(20) 제조시 많은 수의 바인딩 얀(25)이 필요하게 되어 작업 속도가 저하되었다.

따라서, 바인딩 얀(25)의 데니어는 1500~4500이 바람직하고, 상기 데니어 범위의 얀을 사용하여 광케이블(20)을 제조하면, 제조된 광케이블(20)의 외경이 10mm 이하가 되어 BT 규격으로 내경이 15mm인 마이크로 덕트에서 원활한 공기압 포설이 이루어진다.

한편, 방수 파우더(26)는 바인딩 얀(25)의 방수 기능을 위해 표면에 부착되는 흡습성이 우수한 파우더이다. 이로써, 광케이블(20)은 방수 기능을 위해 별도의 방수 테이프를 구비할 필요가 없어 소형 경량화가 이루어 진다.

상기 방수 파우더(26)의 크기 분포는 직경 170㎛~190㎛ 범위가 40~60wt%인 것이 바람직하다. 상기한 분포를 가진 방수 파우더(26)는 수분 흡수율이 우수하여 1g당 60g의 수분을 2초 안에 흡수한다.

한편, 바인딩 얀(25)의 피치를 높게하여 광섬유 유닛(24)을 바인딩하면, 저 온시 광섬유 유닛(24) 튜브의 수축으로 인해 중심 인장선(21)으로부터 광섬유 유닛(24)이 이격되는 문제가 있고, 바인딩 얀(25)의 피치를 높게하여 광섬유 유닛(24)을 바인딩하면 바인딩 작업 효율이 떨어지는 문제가 있다. 따라서, 복수의 광섬유 유닛(24)에 대한 둘레 외경이 6.5mm 이하이면, BT 규격으로 내경이 15mm인 마이크로 덕트의 포설에 적합하도록 바인딩 얀(25)의 피치(pitch)를 35mm~45mm로 광섬유 유닛(24)을 바인딩 하는 것이 바람직하다.

다른 한편으로, 광케이블(20)의 효과적인 방수를 위해 광섬유 유닛(24)의 튜브 내부에는 방수재(23)를 충진하는 것이 바람직하다. 충진되는 방수재(23)는 흡습성이 우수한 방수 파우더 및 탈크를 포함하는 혼합물, 젤리 컴파운드 또는 이들의 혼합물 중 어느 하나의 물질이 사용될 수 있다. 대안적으로, 본 발명에 따른 방수 파우더(26)가 부착된 얀을 광섬유 유닛(24)의 튜브 내부에 광케이블(20)의 길이방향으로 종입하여 방수재(23)로 사용할 수도 있다.

이상과 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제는 달성되며, 본 발명이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명에 따른 공기압 포설용 광케이블은 인장 강도가 10kgf 이상이고 데니어가 1500~4500이며 방수가 가능한 얀을 사용함으로써 별도의 방수 테이프 및 바인 딩 얀을 함께 구비하지 않고도 광케이블의 방수 및 바인딩이 가능하여 소형 경량화가 이루어져 공기압 포설 특성이 향상된다.

Claims (10)

1. 공기압 포설용 광케이블에 있어서,

   상기 광케이블의 길이방향으로 연장되는 중심 인장선;

   상기 중심 인장선의 외주면을 둘러싸며 상기 광케이블의 길이방향으로 집합되고 내부에 광섬유를 실장하고 있는 복수의 광섬유 유닛;

   상기 복수의 광섬유 유닛을 길이 방향을 따라 바인딩하며 외부 표면에 방수 파우더가 부착된 바인딩 얀;및

   상기 바인딩 얀으로 둘러싸인 상기 복수의 광섬유 유닛을 감싸는 외피층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기압 포설용 광케이블.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 바인딩 얀의 인장 강도는 10㎏f이상인 것을 특징으로 하는 공기압 포설용 광케이블.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 바인딩 얀의 신율은 10%~30%인 것을 특징으로 하는 공기압 포설용 광케이블.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 바인딩 얀의 데니어는 1500~4500인 것을 특징으로 하는 공기압 포설용 광케이블.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 광케이블의 외경은 0mm 초과 10mm 이하인 것을 특징으로 하는 공기압 포설용 광케이블.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 바인딩 얀은 폴리에스테르 얀, 나일론 얀, 또는 아라미드 얀 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 공기압 포설용 광케이블.
7. 제 1항에 있어서,

   복수의 상기 광섬유 유닛에 대한 둘레 외경이 0mm 초과 6.5㎜ 이하이고, 상기 바인딩 얀의 바인딩 피치는 35mm~45mm인 것을 특징으로 하는 공기압 포설용 광케이블.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 광섬유 유닛은 튜브 및 상기 튜브 내부에 실장된 광섬유 심선을 포함하고, 상기 튜브 내부에는 방수 파우더 및 탈크를 포함하는 혼합물, 젤리 컴파운드 또는 이들의 혼합물 중 어느 하나의 물질이 충진된 것을 특징으로 하는 공기압 포설용 광케이블.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 광섬유 유닛은 튜브 및 상기 튜브 내부에 실장된 광섬유 심선을 포함하고, 상기 튜브 내부에는 광케이블의 길이 방향으로 방수 파우더가 부착된 얀이 종입된 것을 특징으로 하는 공기압 포설용 광케이블.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 광케이블은 내경이 15mm인 마이크로 덕트용인 것을 특징으로 하는 공기압 포설용 광케이블.

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